机械设计基础课程设计样本001Word格式.docx
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箱体、箱盖主要尺寸计算………………………………………….....................12
齿轮和滚动轴承润滑与密封方式的选择……………………….........................13
减速器附件的设计……………………………………………….........................13
结束语…………………………………………………………….........................14
前言
(—)课程设计的目的
机械设计基础课程设计是学生学习《机械技术》(上、下)课程后进行的一项综合训练,其主要目的是通过课程设计使学生巩固、加深在机械技术课程中所学到的知识,提高学生综合运用这些知识去分析和解决问题的能力。
同时学习机械设计的一般方法,了解和掌握常用机械零部件、机械传动装置或简单机械的设计方法与步骤,为今后学习专业技术知识打下必要的基础。
(二)传动方案的分析
机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。
传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要,是机器的重要组成部分。
传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
合理的传动方案除满足工作装置的功能外,还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机,工作机为皮带输送机。
传动方案采用了两级传动,第一级传动为带传动,第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。
带传动承载能力较低.在传递相同转矩时,结构尺寸较其他形式大,但有过载保护的优点,还可缓和冲击和振动,故布置在传动的高速级,以降低传递的转矩,减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高,适用的功率和速度范围广,使用寿命较长,是现代机器中应用最为广泛的机构之—。
本设计采用的是单级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。
说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合(如本设计中减速器的箱体
采用水平剖分式结构,用HT200灰铸铁铸造而成)。
设计说明书
一、传动系统的参数设计
已知输送带的有效拉力Fw=2000N,输送带的速度Vw=1.1m/s,滚筒直径D=250mm。
连续工作,有轻微振动、单向运转。
1)选择合适的电动机;
2)计算传动装置的总传动比,分配各级传动比;
3)计算传动装置的运动参数和动力参数。
解:
1、选择电动机
(1)选择电动机类型:
按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
(2)选择电动机容量
工作机所需功率:
电动机输出功率:
其中η为电动机至滚筒、主动轴传动装置的总效率,包括V带传动效率ηb、一对齿轮传动效率
ηg、两对滚动轴承效率ηr2、联轴器效率ηc、及传动滚筒效率ηw值
计算如下:
η=ηb·
ηg·
ηr2·
ηcηw=0.8674
由《机械设计课程设计》表8—2(63页)查得各效率值,ηb=0.96,ηg=0.97,ηr=0.99,ηc=0.99,ηw=0.96,代入公式计算出效率及电机输出功率。
使电动机的额定功率Pm=(1~1.3)Po,由《机械设计课程设计》表17—1Y(153页)查得电动机的额定功率Pm=5.5kW。
(3)选择电动机的转速
计算滚筒的转速:
r/min
计算时取85r/min
根据表3—1确定传动比的范围:
取V带传动比ib=2~4,单级齿轮传动比ig=3~5,则总传动比的范围:
i=(2X3)~(4X5)=6~20。
电动机的转速范围为n´
=i·
nw(6~20)·
nw=504.48~1681.6
在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min,综合考虑电动机和传动装置的情况,同时也要降低电动机的重量和成本,最终可确定同步转速为1000,根据同步转速确定电动机的型号为Y132M2-6,满载转速960。
(《机械设计课程设计》153页)
型号
额定功率
满载转速
同步转速
Y132M2-6
5.5
960
1000
2、计算总传动比并分配各级传动比
(1)计算总传动比:
i=nm/nW=960/84.08=11.42,在8~14范围内
(2)分配各级传动比:
为使带传动尺寸不至过大,满足ib<
ig,可取ib=2~3,则齿轮传动比ig=i/ib(在4左右,取小数点后两位,不随意取整)。
3、计算传动装置的运动和动力参数
(1)各轴的转速:
n1=nm/ibn11=n1/ignw=n11
(2)各轴的功率:
P1=Pm·
ηbP11=P1·
ηr·
ηgPw=P11·
ηc
(3)各轴的转矩:
T0=9550Pm/nmT1=9550P1/n1T11=9550P11/n11Tw=9550Pw/nw
最后将计算结果填入下表:
参数
轴名
电机轴
I轴
II轴
滚筒轴
转速n(r/min)
nm=960
n1=384
n11=85
nw=85
功率P(kW)
Pm=5.5
P1=5.28
P11=5.08
Pw=4.99
转矩T(N·
m)
T0=54.71
T1=131.31
T11=570.75
Tw=560.64
传动比i
ib=2.5
ig=4.57
1
效率η
ηb=0.96
nb·
ηr=0.96
ηc=0.98
三、带传动的设计计算
已知带传动选用Y系列异步电动机,其额定功率Pm=5.5kW,主动轮转速nw=960r/min,从动轮的转速n1=384r/min,ib=2.5。
两班制工作,有轻度冲击。
计算项目
计算内容
计算结果
1确定设计功率
2选V带型号
3确定带轮直径
4验算带速
5确定带的基准长度
6验算小带轮包角
7计算带的根数
8计算初拉力
9计算对轴的压力
⑩带轮结构设计绘工作图
查《机械设计基础》表8—7(175页),取KA=1.2,故
Pd=KAP=1.2×
5.5=6.60kW
根据Pd和n1查《机械设计基础》图8—8(176页),选B型普通V带
由《机械设计基础》表8—4(171页),取小带轮基准直径ddl=125mm
传动比2.5
大带轮基准直径dd2=i×
dd1=2.5×
125=312.5mm
圆整da2=315mm
验算
5m/s〈v〈25m/s,符合要求
由0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)初定中心距a0=700mm带的基准长度为
传动中心距
Ld0=
=2×
700+(125+315)+=2104mm查表《机械设计基础》表8—3(167页),取Ld=2240mm
实际中心距
a=a0+700+=768mm
180°
-57.3°
×
165.8°
〉120°
,合适
下面计算V带根数
z=
由ddl=125mm,n1=960r/min,查表《机械设计基础》表8—5(173页),
P1=1.64kW
查表《机械设计基础》表8—8(177页),B型带,由i=2.5,得
P1==0.29kW
查表《机械设计基础》表8—10(179页)
K=0.96
由Ld=2240mm,查表查表《机械设计基础》表8—11(179页),得KL=1.00
则Z=
取z=4根
查表《机械设计基础》表8—2(167页),B型带,q=0.17kg/m;
计算初拉力
=500×
=217.44N
计算作用在带轮轴上的压力
Q=2zF0sin2×
4×
217.44×
sin=1726.18N
Pd=6.60kw
B型
dd1=125mm
dd2=315mm
v=6.28m/s
合适
Ld=2240mm
a=768mm
z=4
F0=217.44N
Q=1726.18N
四、齿轮的设计计算
已知传递的名义功率P1=5.28,小齿轮转速n=384,传动比ig=4.57连续单向运转,传动尺寸无严格限制;
电动机驱动。
1.选精度等级、材料及齿数
2.按齿面接触强度设计
3传动尺寸计算
1)精度等级选用8级精度;
2)试选小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=96的;
因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算
按式(10—21)试算,即dt≥
按式
查表35-12得Ka=1
初估速度=4
由图35-30b查得Kv=1.1,取=0
由式=[1.88-3.2(+)]cos=1.713
取=1
由图35-31得,=1.46;
由图35-32得,=1.05
所以Kt=1.364
dt61.4mm
v==3.08m/s
因与初估圆周速度相差较大,故应修正载荷系数及小齿轮直径
由图35-30b得Kv=1.03,算得K=1.276,d1=59.5mm
=147.6,取150mm
=2.48mm,取m=2.5mm
d1==60mm;
d2=ud1=240mm
b=取b1=70mm,b2=60mm
3)结构设计
以大齿轮为例。
因齿轮齿顶圆直径大于160mm,而又小于500mm,故以选用腹板式为宜。
其他有关尺寸参看大齿轮零件图。
Z1=24
Z2=96
五、轴的设计计算
(一)主动轴的设计计算
已知传递的功率为P1=5.28kW,主动轴的转速为n1=384r/min,小齿轮分度圆直径d1=60mm,
啮合角d=20o,轮毂宽度B小齿轮=700mm,工作时为单向转动。
解:
1、选择轴的材料、热处理方式,确定许用应力(按教
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